高考导数压轴题型归类总结
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高考:导数题型归类,分类解题方法举例,如极值点偏移、隐零点运用高考压轴题:导数题型及解题方法一、切线问题题型1:求曲线y=f(x)在x=x处的切线方程。
方法:f'(x)为在x=x处的切线的斜率。
题型2:过点(a,b)的直线与曲线y=f(x)的相切问题。
方法:设曲线y=f(x)的切点(x,f(x)),由(x-a)f'(x)=f(x)-b求出x,进而解决相关问题。
注意:曲线在某点处的切线若有则只有一条,曲线过某点的切线往往不止一条。
例题:已知函数f(x)=x-3x。
1)求曲线y=f(x)在点x=2处的切线方程;(答案:9x-y-16=0)2)若过点A(1,m)(m≠-2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围。
提示:设曲线y=f(x)上的切点(x,f(x)),建立x,f(x)的等式关系。
将问题转化为关于x,m的方程有三个不同实数根问题。
答案:m的范围是(-3,-2))练1:已知曲线y=x-3x。
1)求过点(1,-3)与曲线y=x-3x相切的直线方程。
(答案:3x+y=0或15x-4y-27=0)2)证明:过点(-2,5)与曲线y=x-3x相切的直线有三条。
题型3:求两个曲线y=f(x)、y=g(x)的公切线。
方法:设曲线y=f(x)、y=g(x)的切点分别为(x1,f(x1))、(x2,g(x2)),建立x1,x2的等式关系,(x2-x1)f'(x1)=g(x2)-f(x1),(x2-x1)f'(x2)=g(x2)-f(x1);求出x1,x2,进而求出切线方程。
解决问题的方法是设切点,用导数求斜率,建立等式关系。
例题:求曲线y=x与曲线y=2elnx的公切线方程。
(答案:2ex-y-e=0)练1:求曲线y=x与曲线y=-(x-1)的公切线方程。
(答案:2x-y-1=0或y=0)2.设函数f(x)=p(x-2)-2lnx,g(x)=x,直线l与函数f(x),g(x)的图象都相切,且与函数f(x)的图象相切于(1,0),求实数p的值。
导数培优六大类型(方法学习,题型分类,对应练习,结论总结)类型一:凹凸反转类型二:导函数的零点类型三:导数中的函数构造类型四:极值点偏移类型五:指对同构类型六:指数、对数均值不等式类型一:凹凸反转知识拓展1.如果要证明的不等式由指数函数、对数函数、多项式函数组合而成,往往进行指对分离,转化为证明g (x )≥h (x ),分别求g (x )min ,h (x )max 进行证明,由于两个函数图象的凹凸性正好相反,所以这种证明不等式的方法称为凹凸反转.2.以下是凹凸反转常用经典模型:经典模型一:y =ln x x (图1)或y =xln x 2).推广:y =ln x x n 或y =xnln x.经典模型二:y =x ln x (图3)或y =x e x (图4).推广:y =x nlnx 或y =x n e x .经典模型三:y =e xx (图5)或y =xe x (图6).推广:y =e xx n 或y =xnex .经典模型四:y =x -ln x (图7)或y =x -e x (图8),y =e x -x (图9).题型一隔海相望例1已知函数f (x )=x ln x ,求证:f (x )<2e x -2.训练1已知函数f(x)=a ln x+x.(1)讨论f(x)的单调性;(2)当a=1时,证明:xf(x)<e x.题型二一线之隔例2设函数f(x)=e x ln x+2e x-1x,证明:f(x)>1.训练2已知函数f(x)=e x+x2-x-1.(1)求f(x)的最小值;(2)证明:e x+x ln x+x2-2x>0.题型三亲密无间例3已知函数f(x)=eln x-e x,证明:xf(x)-e x+2e x≤0.训练3证明:当x>0时,x2e x-x ln x+)e11( x-1≤0.类型二:导函数的零点题型分析导数是研究函数性质的有力工具,其核心又是由导函数值的正负确定函数的单调性.应用导数研究函数的性质或研究不等式问题时,绕不开研究函数f(x)的单调性,往往需要解方程f′(x)=0,但有时该方程不易求解,可应用以下三种方法解决.题型一仔细观察,猜出零点例1已知函数f(x)=ln(x+1)+1,若f(x)<k e x对任意的x∈(-1,+∞)恒成立,求k的取值范围.训练1已知函数f(x)=(2e-x)ln x,且f(x)=12a有解,其中e为自然对数的底数,求实数a的取值范围.题型二设而不求,巧借零点例2设函数f (x )=e 2x-a ln x .(1)讨论f (x )的导函数f ′(x )的零点的个数;(2)证明:当a >0时,f (x )≥2a +a ln 2a.训练2已知函数f (x )=e x -x 2-x ,若关于x 的不等式f (x )>m +45对于任意x ∈(0,+∞)恒成立,求整数m 的最大值.题型三二次构造(求导)避免求根例3已知函数f (x )=ln x +12a (x -1)2,若a >4,且f (x )在(01)上有唯一的零点x 0,求证:e -2<x 0<e -1.训练3已知f (x )=e 2x -(x +1)e x,且f (x )≥0,证明:f (x )存在唯一极大值点x 0,且f (x 0)<316.类型三:导数中的函数构造问题题型分析近三年的高考数学试题都出现了比较大小问题,且是作为小题中的压轴题出现的,此类问题,通常需要构造函数,利用导数判断其单调性,从而使问题得以解决.题型一通过导数的运算法则构造角度1利用f (x )与e x构造例1已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且f (x )+f ′(x )>0在R 上恒成立,则不等式e2x +1f (2x +1)>e 3-x f (3-x )的解集是________.角度2利用f (x )与x n构造例2已知定义在(0,+∞)上的函数f (x )满足2xf (x )+x 2f ′(x )<0,f (2)=34,则关于x 的不等式x 2f (x )>3的解集为()A.(0,4)B.(2,+∞)C.(4,+∞)D.(0,2)角度3利用f (x )与sin x ,cos x 构造例3(多选)已知函数y =f (x )对任意x ∈)2,2(ππ-满足f ′(x )cos x +f (x )sin x >0(其中f ′(x )是函数f (x )的导函数),则下列不等式成立的是()A.f (0)>2f 4(πB.2f 3(π>f )4(πC.f (0)>2f )3(πD.2f )3(π-<f )4(π-训练1(1)f (x )为定义在R 上的可导函数,且f ′(x )>f (x ),对任意正实数a ,下列式子一定成立的是()A.f (a )<e af (0) B.f (a )>e af (0)C.f (a )<f (0)e a D.f (a )>f (0)ea (2)已知定义在R 上的函数f (x )的导函数为f ′(x ),当x >0时,xf ′(x )-f (x )>0,若a =f (1),b =f (2)2,c =2f )21(,则a ,b ,c 的大小关系是________.(3)已知定义在R 上的函数f (x )的导函数为f ′(x ),对任意x ∈(0,π),有f ′(x )sin x >f (x )cos x ,设a =2f )6(π,b =2f )4(π,c =f )2(π,则a ,b ,c 的大小关系为________.题型二通过变量构造具体函数例4已知a <5,且a e 5=5e a ,b <4且b e 4=4e b ,c <3且c e 3=3e c,则()A.c <b <aB.b <c <aC.a <c <bD.a <b <c训练2若0<x 1<x 2<1,则()A.e x 2-e x 1>ln x 2-ln x 1B.e x 2-e x 1<ln x 2-ln x 1C.x 2e x 1>x 1e x 2D.x 2e x 1<x 1e x 2题型三通过数值构造具体函数例5(1)已知a =ln 22,b =1e ,c =2ln 39,则a ,b ,c 的大小关系为________.(2)设a =2ln 1.01,b =ln 1.02,c = 1.04-1,则a ,b ,c 的大小关系为________.训练3(1)已知a =e -0.1-1,b =tan(-0.1),c =ln 0.9,则()A.c >a >bB.a >b >cC.b >a >cD.a >c >b(2)实数e 3,3π,π3的大小关系为________.泰勒展开式1.泰勒公式若函数f(x)在含有x0的开区间(a,b)内有n+1阶导数,则当函数在此区间内时,可以展开为一个关于x-x0的多项式和一个余项的和:f(x)=f(x0)+f′(x)·(x-x)+f″(x)2!·(x-x)2+f(x)3!·(x-x)3+…+f(n)(x)n!·(x-x)n+Rn(x).2.麦克劳林公式f(x)=f(0)+f′(0)x1!+f″(0)2!x2+…+f(n)(0)n!·x n+Rn(x).虽然麦克劳林公式是泰勒公式的特殊形式,仅仅是取x0=0的特殊结果,由于麦克劳林公式使用方便,在高考中经常会涉及.3.常见的泰勒展开式在泰勒公式中,令x0=0,即可得到如下泰勒展开式:(1)e x=1+x+x22!+x33!+…+x nn!+…;(2)ln(x+1)=x-x22+x33+…+(-1)n+1x nn+…;(3)sin x=x-x33!+x55!+…+(-1)n-1·x2n-1(2n-1)!+…;(4)cos x=1-x22!+x44!+…+(-1)n-1·x2n-2(2n-2)!+….例已知a=3132,b=cos14,c=4sin14,则()A.c>b>aB.b>a>cC.a>b>cD.a>c>b训练若a=ln1-0.010.02,b=0.02sin0.01,c=0.01sin0.02,则() A.a<b<c B.a<c<bC.b<c<aD.c<a<b类型四:极值点偏移知识拓展1.极值点不偏移已知函数f (x )图象的顶点的横坐标就是极值点x 0,若f (x )=c 的两根的中点刚好满足x 1+x 22=x 0,即极值点在两根的正中间,也就是说极值点没有偏移.此时函数f (x )在x =x 0两侧,函数值变化快慢相同,如图①.(无偏移,左右对称,如二次函数)若f (x 1)=f (x 2),则x 1+x 2=2x 0.2.极值点偏移若x 1+x 22≠x 0,则极值点偏移,此时函数f (x )在x =x 0两侧,函数值变化快慢不同,如图②③.(左陡右缓,极值点向左偏移)若f (x 1)=f (x 2),则x 1+x 2>2x 0;(左缓右陡,极值点向右偏移)若f (x 1)=f (x 2),则x 1+x 2<2x 0.题型一对称化构造辅助函数例1已知函数f (x )=x e -x.(1)求f (x )的单调区间和极值;(2)若x 1≠x 2,且f (x 1)=f (x 2),求证:x 1+x 2>2.训练1已知函数f(x)=x(1-ln x),若f(x)=m有两个根x1,x2(x1≠x2),求证:x1+x2>2.题型二比、差值换元构造辅助函数例2已知函数f(x)=ln x-ax(x>0),a为常数,若函数f(x)有两个零点x1,x2(x1≠x2),求证:x1x2>e2.训练2已知函数f(x)=a e x-x,a∈R.若f(x)有两个不同的零点x1,x2,证明:x1+x2>2.类型五:指、对同构知识拓展在解决指对混合不等式时,如恒成立求参数或证明不等式,部分试题是命题者利用函数单调性构造出来的,如果我们能找到这个函数模型(即不等式两边对应的是同一函数),无疑大大加快解决问题的速度.找到这个函数模型的方法,我们称为同构法,其实质还是指数、对数恒等式的变换.(1)五个常见变形:x e x =ex +ln x,e x x =e x -ln x ,x e x =e ln x -x ,x +ln x =ln(x e x ),x -ln x =ln e xx(2)三种基本模式①积型:a e a≤b ln b――→三种同构方式a e a ≤(lnb )e ln b ――→构造f (x )=x e x,a ln e a ≤b ln b ――→构造f (x )=x ln x ,a +ln a ≤lnb +ln(ln b )――→构造f (x )=x +ln x .②商型:e aa <b ln b ――→三种同构方式同左:e aa <e ln bln b ――→构造f (x )=e xx ,同右:e a ln e a<b ln b ――→构造f (x )=x ln x,a -ln a <ln b -ln(ln b )――→构造f (x )=x -ln x .③和差型:e a ±a >b ±ln b――→两种同构方式a ±a >e lnb ±ln b ――→构造f (x )=e x ±x ,a ±ln e a >b ±ln b ――→构造f (x )=x ±ln x .题型一积型例1(1)已知实数α,β满足αe α-3=1,β(ln β-1)=e 4,其中e 是自然对数的底数,则αβ的值为________.(2)设实数m >0,若对任意的x ≥e,不等式x 2lnx -m xm e ≥0恒成立,则m 的最大值为________.训练1(1)设实数λ>0,对任意的x >1,不等式λe λx ≥ln x 恒成立,则λ的取值范围为________.(2)已知函数f (x )=e mx +x -x ln x (m ≥0),设函数f (x )的导函数为f ′(x ),讨论f ′(x )零点的个数.题型二商型例2(1)已知函数f (x )=ln xx,g (x )=x e -x ,若存在x 1∈(0,+∞),x 2∈R ,使得f (x 1)=g (x 2)=k (k <0)成立,则212)(x x e x的最大值为________.(2)已知函数f (x )=a e x ln x ,g (x )=x 2+x ln a ,a >0.设函数h (x )=g (x )-f (x ),若h (x )>0对任意的x ∈(0,1)恒成立,则实数a 的取值范围是________.训练2已知函数f (x )=ln e ax-1eax,若不等式f (x )≥ln x -1x 对x ∈(0,e]恒成立,求a 的取值范围.题型三和差型例3已知函数f (x )=a e x -1-ln x +ln a ,若f (x )≥1,求a 的取值范围.训练3设函数f (x )=e x -ln(x +a ),a ∈R .当x ∈(-a ,+∞)时,f (x )≥a 恒成立,求a 的最大值.类型六:指数、对数均值不等式知识拓展对数与指数均值不等式结论1对任意的a,b>0(a≠b),有ab<a-bln a-ln b<a+b2.证明不妨设a>b>0(0<a<b时同理可得)首先,由ab<a-bln a-ln b等价于ln a-ln b<a-bab,即lnab<ab-1ab.令x=ab>1,只要证ln x2<x2-1x,即证2x ln x-x2+1<0.令f(x)=2x ln x-x2+1(x>1),则f′(x)=2ln x+2-2x,f″(x)=2x-2<0,f′(x)在(1,+∞)单调递减,f′(x)<f′(1)=0,f(x)在(1,+∞)单调递减,即f(x)<f(1)=0.故ab<a-bln a-ln b.其次,a-bln a-ln b<a+b2等价于ln a-ln b>2(a-b)a+b,即ln ab>1)1(2+-baba.令x=ab>1,只要证ln x>2(x-1)x+1,即证(x+1)ln x-2x+2>0.设g(x)=(x+1)ln x-2x+2(x>1),同理可证g(x)在(1,+∞)单调递增,有g(x)>g(1)=0.故a-bln a-ln b<a+b2.结论2对任意实数m ,n (m ≠n ),有22n m n m n m e e n m e e e+<--<+证明在指数均值不等式中,令e m =a ,e n =b ,则m =ln a ,n =ln b ,从而可得对数均值不等式.题型一对数均值不等式的应用例1已知函数f (x )=1x -x +a ln x .(1)讨论f (x )的单调性;(2)若f (x )存在两个极值点x 1,x 2,证明:f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<a -2.训练1若函数f (x )=ln x -ax 有两个不同的零点x 1,x 2,证明:x 1x 2>e 2.(注:此题用对数均值不等式证明)题型二指数均值不等式例2已知函数f(x)=e x-ax(a>1)有两个不同的零点x1,x2,x1<x2,求证:x1+x2>2.训练2已知a∈R,函数f(x)=2ln(x-2)+a(x-2)2,若函数f(x)的两个相异零点x1,x2,求证:x1x2+4>2(x1+x2)+e.。
高考数学导数压轴题7大题型总结
北京八中
高考数学导数压轴题7大题型总结
高考导数压轴题考察的是一种综合能力,其考察内容方法远远高于课本,其涉及基本概念主要是:切线,单调性,非单调,极值,极值点,最值,恒成立等等。
导数解答题是高考数学必考题目,今天就总结导数7大题型,让你在高考数学中多拿一分,平时基础好的同学逆袭140也不是问题
01导数单调性、极值、最值的直接应用
02交点与根的分布
03不等式证明(一)做差证明不等式
(二)变形构造函数证明不等式
(三)替换构造不等式证明不等式
04不等式恒成立求字母范围(一)恒成立之最值的直接应用
(二)恒成立之分离参数
(三)恒成立之讨论字母范围
05函数与导数性质的综合运用
06导数应用题
07导数结合三角函数
实用标准
文案大全。
导数压轴题题型1. 高考命题回顾例1已知函数f(x)=e x -ln(x +m).(2013全国新课标Ⅱ卷)(1)设x =0是f(x)的极值点,求m ,并讨论f(x)的单调性; (2)当m≤2时,证明f(x)>0.(1)解 f (x )=e x -ln(x +m )⇒f ′(x )=e x -1x +m ⇒f ′(0)=e 0-10+m=0⇒m =1,定义域为{x |x >-1},f ′(x )=e x-1x +m=e x x +1-1x +1,显然f (x )在(-1,0]上单调递减,在[0,+∞)上单调递增.(2)证明 g (x )=e x -ln(x +2),则g ′(x )=e x -1x +2(x >-2).h (x )=g ′(x )=e x -1x +2(x >-2)⇒h ′(x )=e x +1x +22>0,所以h (x )是增函数,h (x )=0至多只有一个实数根,又g ′(-12)=1e -132<0,g ′(0)=1-12>0,所以h (x )=g ′(x )=0的唯一实根在区间⎝⎛⎭⎫-12,0内, 设g ′(x )=0的根为t ,则有g ′(t )=e t -1t +2=0⎝⎛⎭⎫-12<t <0, 所以,e t =1t +2⇒t +2=e -t ,当x ∈(-2,t )时,g ′(x )<g ′(t )=0,g (x )单调递减; 当x ∈(t ,+∞)时,g ′(x )>g ′(t )=0,g (x )单调递增; 所以g (x )min =g (t )=e t -ln(t +2)=1t +2+t =1+t 2t +2>0,当m ≤2时,有ln(x +m )≤ln(x +2),所以f (x )=e x -ln(x +m )≥e x -ln(x +2)=g (x )≥g (x )min >0. 例2已知函数)(x f 满足2121)0()1(')(x x f ef x f x +-=-(2012全国新课标) (1)求)(x f 的解析式及单调区间;(2)若b ax x x f ++≥221)(,求b a )1(+的最大值。
导数压轴题型归类总结目 录一、导数单调性、极值、最值的直接应用 (1) 二、交点与根的分布 (23) 三、不等式证明 (31)(一)作差证明不等式(二)变形构造函数证明不等式 (三)替换构造不等式证明不等式四、不等式恒成立求字母范围 (51)(一)恒成立之最值的直接应用 (二)恒成立之分离常数(三)恒成立之讨论字母范围五、函数与导数性质的综合运用 (70) 六、导数应用题 (84)七、导数结合三角函数 (85)书中常用结论⑴sin ,(0,)x x x π<∈,变形即为sin 1xx<,其几何意义为sin ,(0,)y x x π=∈上的的点与原点连线斜率小于1. ⑵1x e x >+ ⑶ln(1)x x >+ ⑷ln ,0x x x e x <<>.一、导数单调性、极值、最值的直接应用1. (切线)设函数a x x f -=2)(.(1)当1=a 时,求函数)()(x xf x g =在区间]1,0[上的最小值;(2)当0>a 时,曲线)(x f y =在点)))((,(111a x x f x P >处的切线为l ,l 与x 轴交于点)0,(2x A 求证:a x x >>21.解:(1)1=a 时,x x x g -=3)(,由013)(2=-='x x g ,解得33±=x .所以当33=x 时,)(x g 有最小值932)33(-=g . (2)证明:曲线)(x f y =在点)2,(211a x x P -处的切线斜率112)(x x f k ='=曲线)(x f y =在点P 处的切线方程为)(2)2(1121x x x a x y -=--. 令0=y ,得12122x a x x +=,∴12111211222x x a x x a x x x -=-+=-∵a x >1,∴02121<-x x a ,即12x x <. 又∵1122x a x ≠,∴a x ax x a x x a x x =⋅>+=+=11111212222222 所以a x x >>21.2. (2009天津理20,极值比较讨论)已知函数22()(23)(),x f x x ax a a e x =+-+∈R 其中a ∈R ⑴当0a =时,求曲线()(1,(1))y f x f =在点处的切线的斜率;⑵当23a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值. 解:本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法。
专题01 导数起源于切线,曲线联系需熟练【题型综述】导数的几何意义:【注】曲线的切线的求法:若已知曲线过点P(x0,y0),求曲线过点P的切线,则需分点P(x0,y0)是切点和不是切点两种情况求解.(1)当点P(x0,y0)是切点时,切线方程为y−y0=f ′(x0)(x−x0);(2)当点P(x0,y0)不是切点时,可分以下几步完成:第一步:设出切点坐标P′(x1,f (x1));第二步:写出过P′(x1,f (x1))的切线方程为y−f (x1)=f ′ (x1)(x−x1);第三步:将点P的坐标(x0,y0)代入切线方程求出x1;第四步:将x1的值代入方程y−f (x1)=f ′(x1)(x−x1),可得过点P(x0,y0)的切线方程.求曲线y=f (x)的切线方程的类型及方法(1)已知切点P(x0, y0),求y=f (x)过点P的切线方程:求出切线的斜率f′(x0),由点斜式写出方程;(2)已知切线的斜率为k,求y=f (x)的切线方程:设切点P(x0, y0),通过方程k=f′(x0)解得x0,再由点斜式写出方程;(3)已知切线上一点(非切点),求y=f (x)的切线方程:设切点P(x0, y0),利用导数求得切线斜率f′(x0),再由斜率公式求得切线斜率,列方程(组)解得x0,最后由点斜式或两点式写出方程.(4)若曲线的切线与已知直线平行或垂直,求曲线的切线方程时,先由平行或垂直关系确定切线的斜率,再由k=f′(x0)求出切点坐标(x0, y0),最后写出切线方程.(5)①在点P处的切线即是以P为切点的切线,P一定在曲线上.②过点P 的切线即切线过点P ,P 不一定是切点.因此在求过点P 的切线方程时,应首先检验点P 是否在已知曲线上.【典例指引】例1.(2013全国新课标Ⅰ卷节选)已知函数f(x)=x 2+ax +b ,g(x)=e x(cx +d),若曲线y =f(x)和曲线y =g (x)都过点P(0,2),且在点P 处有相同的切线y =4x+2. (Ⅰ)求a ,b ,c ,d 的值.(2)当时,曲线在点处的切线为,与轴交于点, 求证:.例3.已知函数在点处的切线方程为.⑴求函数的解析式;⑵若对于区间上任意两个自变量的值都有,求实数的最小值; ⑶若过点可作曲线的三条切线,求实数的取值范围. 为点不在曲线上,所以可设切点为. 则.因为,所以切线的斜率为所以方程有三个不同的实数解. 所以函数有三个不同的零点.则.令,则或.0>a )(x f y =)))((,(111a x x f x P >l l x )0,(2x A a x x >>21()()323,f x ax bx x a b R =+-∈()()1,1f 20y +=()f x []2,2-12,x x ()()12f x f x c -≤c ()()2,2M m m ≠()y f x =m ()()2,2M m m ≠()y f x =()00,x y 30003y x x =-()20033f x x '=-2033x -32002660x x m -++=()32266g x x x m =-++()2612g x x x '=-()0g x '=0x =2x =则 ,即,解得 则=,即.因为过点可作曲线的三条切线,【同步训练】1【思路引导】(1为切点,列出方程解出a ,b 的值;(Ⅱ)把a ,b 的值代入解析式,对函数求导判断单调性,根据单调区间写出函数的最值. 2.已知函数,其导函数的两个零点为-3和0.(1)求曲线在点处的切线方程;(2)求函数的单调区间; (3)求函数在区间上的最值. 【思路引导】对函数求导,由于导函数有两个零点,所以这两个零点值满足,解方程组求出m ,n ;利用导数的几何意义求切线方程,先求 f(1),求出切点,再求得出斜率,利用点斜式写出切线方程,求单调区间只需在定义域下解不等式和,求出增区间和减区间;求函数在闭区间上的最值,先研究函数在该区间的单调性、极值,求出区间两端点的函数值,比较后得出最值()0022g g >⎧⎪⎨<⎪⎩6020m m +>⎧⎨-+<⎩62m -<<2033x -300032x x mx ---32002660x x m -++=()()2,2M m m ≠()y f x =.3函数.已知图象为曲直线(1(2的最小值. 【思路引导】根据导数的几何意义,借助切点和斜率列方程求出,b c ,得出函数的解析式,利用导数解()0f x '<求出函数的单调减区间;对任意[]2,x m m ∈-,函数()()16f x g x m=为“storm ”函数,等价于在[]2,m m -上, ()()max min 16f x f x m -≤,根据函数()f x 的在[]2,m m -上的单调性,求出()f x 的最值,根据条件求出m 的范围,得出结论.4()4(1(2(3【思路引导】(1)求出原函数的导函数,得到导函数的零点,由零点对定义域分段,根据导函数在各区间段内的符号得到原函数的单调性;(2)设出点p 的坐标,利用导数求出切线方程3)由(2)知,(注:文档可能无法思考全面,请浏览后下载,供参考。
高考导数压轴题型归类总结一、导数单调性、极值、最值的直接应用 已知函数1()ln 1()af x x ax a R x-=-+-∈ ⑴当1a =-时,求曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程;⑵当12a ≤时,讨论()f x 的单调性.1. 已知函数221()2,()3ln .2f x x axg x a x b =+=+⑴设两曲线()()y f x y g x ==与有公共点,且在公共点处的切线相同,若0a >,试建立b 关于a 的函数关系式,并求b 的最大值; ⑵若[0,2],()()()(2)b h x f x g x a b x ∈=+--在(0,4)上为单调函数,求a 的取值范围。
2. (最值直接应用)已知函数)1ln(21)(2x ax x x f +--=,其中a ∈R . (Ⅰ)若2x =是)(x f 的极值点,求a 的值; (Ⅱ)求)(x f 的单调区间;(Ⅲ)若)(x f 在[0,)+∞上的最大值是0,求a 的取值范围.设函数221()(2)ln (0)ax f x a x a x+=-+<. (1)讨论函数()f x 在定义域内的单调性;(2)当(3,2)a ∈--时,任意12,[1,3]x x ∈,12(ln 3)2ln 3|()()|m a f x f x +->-恒成立,求实数m 的取值范围.3. (最值应用,转换变量)4. (最值应用)已知二次函数()g x 对x R ∀∈都满足2(1)(1)21g x g x x x -+-=--且(1)1g =-,设函数19()()ln 28f xg x m x =+++(m R ∈,0x >).(Ⅰ)求()g x 的表达式;(Ⅱ)若x R +∃∈,使()0f x ≤成立,求实数m 的取值范围;(Ⅲ)设1m e <≤,()()(1)H x f x m x =-+,求证:对于12[1,]x x m ∀∈,,恒有12|()()|1H x H x -<.5. 设3x =是函数()()()23,x f x x ax b e x R -=++∈的一个极值点. (1)求a 与b 的关系式(用a 表示b ),并求()f x 的单调区间;(2)设()2250,4xa g x a e ⎛⎫>=+ ⎪⎝⎭,若存在[]12,0,4ξξ∈,使得()()121f g ξξ-< 成立,求a 的取值范围.6. 7.8. (2010山东,两边分求,最小值与最大值) 已知函数2()ln ,()3f x x x g x x ax ==-+-. ⑴求()f x 在[,2](0)t t t +>上的最小值;⑵若存在1,x e e ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦(e 是常数,e =2.71828⋅⋅⋅)使不等式2()()f x g x ≥成立,求实数a 的取值范围; ⑶证明对一切(0,),x ∈+∞都有12ln xx e ex>-成立.9. (最值应用) 设函数()2ln q f x px x x =--,且()2pf e qe e=--,其中e 是自然对数的底数. ⑴求p 与q 的关系;⑵若()f x 在其定义域内为单调函数,求p 的取值范围; ⑶设2()eg x x=,若在[]1,e 上至少存在一点0x ,使得0()f x >0()g x 成立,求实数p 的取值范围.10. (2011湖南文,第2问难,单调性与极值,好题)设函数1()ln ().f x x a x a R x =--∈⑴讨论函数()f x 的单调性;⑵若()f x 有两个极值点12,x x ,记过点11(,()),A x f x 22(,())B x f x 的直线斜率为k ,问:是否存在a ,使得2k a =-?若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由.11. (构造函数,好,较难)已知函数21()ln (1)(0)2f x x ax a x a R a =-+-∈≠,.⑴求函数()f x 的单调增区间;⑵记函数()F x 的图象为曲线C ,设点1122(,)(,)A x y B x y 、是曲线C 上两个不同点,如果曲线C 上存在点00(,)M x y ,使得:①1202x x x +=;②曲线C 在点M 处的切线平行于直线AB ,则称函数()F x 存在“中值相依切线”.试问:函数()f x 是否存在中值相依切线,请说明理由.12. (2011天津理19,综合应用)已知0a >,函数()2ln f x x ax =-,0x >.(()f x 的图象连续) ⑴求()f x 的单调区间;⑵若存在属于区间[]1,3的,αβ,且1βα-≥,使()()f f αβ=,证明:ln 3ln 2ln 253a -≤≤.13. (单调性,用到二阶导数的技巧) 已知函数x x f ln )(= ⑴若)()()(R a xax f x F ∈+=,求)(x F 的极大值;⑵若kx x f x G -=2)]([)(在定义域内单调递减,求满足此条件的实数k 的取值范围.已知函数()ln ,().x f x x g x e == ⑴若函数φ (x ) = f (x )-11x x ,求函数φ (x )的单调区间; ⑵设直线l 为函数f (x )的图象上一点A (x 0,f (x 0))处的切线,证明:在区间(1,+∞)上存在唯一的x 0,使得直线l 与曲线y =g (x )相切.二、交点与根的分布14. (2008四川22,交点个数与根的分布)已知3x =是函数2()ln(1)10f x a x x x =++-的一个极值点. ⑴求a ;⑵求函数()f x 的单调区间;⑶若直线y b =与函数()y f x =的图像有3个交点,求b 的取值范围. 15. 已知函数()32f x x ax bx c =-+++在(),0-∞上是减函数,在()0,1上是增函数,函数()f x 在R 上有三个零点. (1)求b 的值;(2)若1是其中一个零点,求()2f 的取值范围;(3)若()()'213ln a g x f x x x ==++,,试问过点(2,5)可作多少条直线与曲线y=g(x )相切?请说明理由.16. (交点个数与根的分布)已知函数2()8,()6ln .f x x x g x x m =-+=+ ⑴求()f x 在区间[],1t t +上的最大值();h t⑵是否存在实数,m 使得()y f x =的图像与()y g x =的图像有且只有三个不同的交点?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,说明理由。
导数压轴题型归类总结目 录一、导数单调性、极值、最值的直接应用 (1) 二、交点与根的分布 (23) 三、不等式证明 (31)(一)作差证明不等式(二)变形构造函数证明不等式 (三)替换构造不等式证明不等式四、不等式恒成立求字母范围 (51)(一)恒成立之最值的直接应用 (二)恒成立之分离常数(三)恒成立之讨论字母范围五、函数与导数性质的综合运用 (70) 六、导数应用题 (84)七、导数结合三角函数 (85)书中常用结论⑴sin ,(0,)x x x π<∈,变形即为sin 1xx<,其几何意义为sin ,(0,)y x x π=∈上的的点与原点连线斜率小于1. ⑵1x e x >+ ⑶ln(1)x x >+⑷ln ,0x x x e x <<>.一、导数单调性、极值、最值的直接应用1. (切线)设函数a x x f -=2)(.(1)当1=a 时,求函数)()(x xf x g =在区间]1,0[上的最小值; (2)当0>a 时,曲线)(x f y =在点)))((,(111a x x f x P >处的切线为l ,l 与x 轴交于点)0,(2x A 求证:a x x >>21.解:(1)1=a 时,x x x g -=3)(,由013)(2=-='x x g ,解得33±=x .)(x g '(2)证明:曲线)(x f y =在点)2,(211a x x P -处的切线斜率112)(x x f k ='= 曲线)(x f y =在点P 处的切线方程为)(2)2(1121x x x a x y -=--.令0=y ,得12122x ax x +=,∴12111211222x x a x x a x x x -=-+=-∵a x >1,∴02121<-x x a ,即12x x <. 又∵1122x a x ≠,∴a x ax x a x x a x x =⋅>+=+=11111212222222所以a x x >>21.2. (2009天津理20,极值比较讨论)已知函数22()(23)(),x f x x ax a a e x =+-+∈R 其中a ∈R⑴当0a =时,求曲线()(1,(1))y f x f =在点处的切线的斜率; ⑵当23a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值.解:本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法。
导数-大题导数在大题中一般作为压轴题出现,其复杂的原因就在于对函数的综合运用:1.求导,特别是复杂函数的求导2.二次函数(求根公式的运用)3.不等式:基本不等式、均值不等式等4.基本初等函数的性质:周期函数、对数函数、三角函数、指数函数5.常用不等式的巧妙技巧:1/2<ln2<1,5/2<e<3导数大题最基本的注意点:自变量的定义域1.存在性问题2.韦达定理的运用3.隐藏零点4.已有结论的运用5.分段讨论6.分类讨论7.常见不等式的应用8.导数与三次函数的利用1. 存在性问题第(1)问有两个未知数,一般来说,双未知数问题要想办法合并成一个未知数来处理合并成一个未知数后利用不等式1.存在性问题(2)问将有且仅有一个交点分成两部分证明,分别证至多存在一个交点与必然存在交点:证明必然存在交点是单纯的找“特殊点”问题高考导数大题中的存在性问题,最后几乎都会变成零点的存在性问题要点由于只关注零点的存在性,因此就没有必要对t(x)求导讨论其单调性,直接使用零点定即可。
(2)问先对要证明的结论进行简单变形:证毕韦达定理的使用(1)问是常规的分类讨论问题隐零点设而不求,代换整体证明对称轴已经在-1右侧,保证有零点且-1处二次函数值大于0两道例题都是比较简单的含参“隐零点”问题,总之就是用零点(极值点)反过来表示参数再进行计算一些比较难的题目,一般问题就会进行一定提示,如利用(2)问提示(3)问,其难点就在于知道要利用已有结论,但无从下手第(1)问分类讨论问题,分离变量做容易导致解题过于复杂(2)问将不等式两边取对数之后思路就很清晰了(1)(2)分别证明两个不等号即可化到已知的结论上()()()()()()()()()()()()''''1101,0,1,0;1,,00,11,110f x x xx f x x f x x f x f x x x x f x f =->=∈>∈+∞<∈∈+∞==为的零点于是在上单调递增,在上单调递减是的极大值点,(3)问需要利用(2)问结论才能比较顺利的证明利用(2)中结论第(1)问是一个比较简单的存在型问题分段)高考导数大题除求导外,隐藏零点、韦达定理、极值点偏移、二,三阶导等技巧,都是附加的技巧,导数的核心,是分类讨论的考察,高考题多数绕不开分类讨论。
导数压轴题题型1. 高考命题回顾例1已知函数fx =e x-lnx +m .2013全国新课标Ⅱ卷1设x =0是fx 的极值点,求m,并讨论fx 的单调性; 2当m≤2时,证明fx>0.1解 fx =e x -ln x +mf ′x =e x -错误!f ′0=e 0-错误!=0m =1,定义域为{x |x >-1},f ′x =e x -错误!=错误!,显然fx 在-1,0上单调递减,在0,+∞上单调递增. 2证明 gx =e x -ln x +2,则g ′x =e x -错误!x >-2. hx =g ′x =e x -错误!x >-2h ′x =e x +错误!>0, 所以hx 是增函数,hx =0至多只有一个实数根,又g ′-错误!=错误!-错误!<0,g ′0=1-错误!>0, 所以hx =g ′x =0的唯一实根在区间错误!内,设g ′x =0的根为t ,则有g ′t =e t -错误!=0错误!, 所以,e t =错误!t +2=e -t ,当x ∈-2,t 时,g ′x <g ′t =0,gx 单调递减; 当x ∈t ,+∞时,g ′x >g ′t =0,gx 单调递增; 所以gx min =gt =e t -ln t +2=错误!+t =错误!>0, 当m ≤2时,有ln x +m ≤ln x +2,所以fx =e x -ln x +m ≥e x -ln x +2=gx ≥gx min >0.例2已知函数)(x f 满足2121)0()1(')(x x f e f x f x +-=-2012全国新课标1求)(x f 的解析式及单调区间;2若b ax x x f ++≥221)(,求b a )1(+的最大值; 11211()(1)(0)()(1)(0)2x x f x f e f x x f x f e f x --'''=-+⇒=-+令1x =得:(0)1f =得:21()()()12x x f x e x x g x f x e x '=-+⇒==-+()10()x g x e y g x '=+>⇒=在x R ∈上单调递增得:()f x 的解析式为21()2x f x e x x =-+且单调递增区间为(0,)+∞,单调递减区间为(,0)-∞221()()(1)02x f x x ax b h x e a x b ≥++⇔=-+-≥得()(1)x h x e a '=-+①当10a +≤时,()0()h x y h x '>⇒=在x R ∈上单调递增 x →-∞时,()h x →-∞与()0h x ≥矛盾②当10a +>时,()0ln(1),()0ln(1)h x x a h x x a ''>⇔>+<⇔<+得:当ln(1)x a =+时,min ()(1)(1)ln(1)0h x a a a b =+-++-≥ 令22()ln (0)F x x x x x =->;则()(12ln )F x x x '=-当x =,max ()2e F x =当1,a b ==,(1)a b +的最大值为2e 例3已知函数ln ()1a x bf x x x=++,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为230x y +-=;2011全国新课标Ⅰ求a 、b 的值;Ⅱ如果当0x >,且1x ≠时,ln ()1x kf x x x>+-,求k 的取值范围; 解Ⅰ221(ln )'()(1)x x b x f x x x α+-=-+ 由于直线230x y +-=的斜率为12-, 且过点(1,1),故(1)1,1'(1),2f f =⎧⎪⎨=-⎪⎩即1,1,22b a b =⎧⎪⎨-=-⎪⎩ 解得1a =,1b =;Ⅱ由Ⅰ知ln 1f ()1x x x x =++,所以 22ln 1(1)(1)()()(2ln )11x k k x f x x x x x x---+=+--; 考虑函数()2ln h x x =+2(1)(1)k x x--(0)x >,则22(1)(1)2'()k x x h x x -++=;i 设0k ≤,由222(1)(1)'()k x x h x x+--=知,当1x ≠时,'()0h x <,hx 递减;而(1)0h = 故当(0,1)x ∈时, ()0h x >,可得21()01h x x >-; 当x ∈1,+∞时,hx<0,可得211x - hx>0从而当x>0,且x ≠1时,fx-1ln -x x +x k >0,即fx>1ln -x x +xkii 设0<k<1.由于2(1)(1)2k x x -++=2(1)21k x x k -++-的图像开口向下,且244(1)0k ∆=-->,对称轴x=111k >-.当x ∈1,k -11时,k-1x 2 +1+2x>0,故'hx>0,而h1=0,故当x ∈1,k -11时,hx>0,可得211x -hx<0,与题设矛盾; iii 设k ≥1.此时212x x +≥,2(1)(1)20k x x -++>⇒'h x>0,而h1=0,故当x ∈1,+∞时,hx>0,可得211x - hx<0,与题设矛盾;综合得,k 的取值范围为-∞,0例4已知函数fx =x 3+3x 2+ax+be -x. 2009宁夏、海南1若a =b =-3,求fx 的单调区间;2若fx 在-∞,α,2,β单调增加,在α,2,β,+∞单调减少,证明β-α>6. 解: 1当a =b =-3时,fx =x 3+3x 2-3x -3e -x ,故f′x=-x 3+3x 2-3x -3e -x +3x 2+6x -3e-x=-e -x x 3-9x =-xx -3x+3e -x.当x <-3或0<x <3时,f′x>0;当-3<x <0或x >3时,f′x<0. 从而fx 在-∞,-3,0,3单调增加,在-3,0,3,+∞单调减少. 2f′x=-x 3+3x 2+ax+be -x +3x 2+6x+ae -x =-e -x x 3+a -6x+b -a. 由条件得f′2=0,即23+2a -6+b -a =0,故b =4-a.从而f′x=-e -x x 3+a -6x+4-2a.因为f′α=f′β=0,所以x 3+a -6x+4-2a =x -2x -αx-β=x -2x 2-α+βx+αβ. 将右边展开,与左边比较系数,得α+β=-2,αβ=a -2. 故a 4124)(2-=-+=-αβαβαβ.又β-2α-2<0,即αβ-2α+β+4<0.由此可得a <-6. 于是β-α>6. 2. 在解题中常用的有关结论※①构造函数,最值定位分类讨论,区间划分极值比较零点存在性定理应用二阶导转换 例1切线设函数a x x f -=2)(.1当1=a 时,求函数)()(x xf x g =在区间]1,0[上的最小值;2当0>a 时,曲线)(x f y =在点)))((,(111a x x f x P >处的切线为l ,l 与x 轴交于点)0,(2x A 求证:ax x >>21.例2最值问题,两边分求已知函数1()ln 1af x x ax x-=-+-()a ∈R . ⑴当12a ≤时,讨论()f x 的单调性; ⑵设2()2 4.g x x bx =-+当14a =时,若对任意1(0,2)x ∈,存在[]21,2x ∈,使12()()f x g x ≥,求实数b 取值范围.②例3切线交点已知函数()()323,f x ax bx x a b R =+-∈在点()()1,1f 处的切线方程为20y +=.⑴求函数()f x 的解析式;⑵若对于区间[]2,2-上任意两个自变量的值12,x x 都有()()12f x f x c -≤,求实数c 的最小值;⑶若过点()()2,2M m m ≠可作曲线()y f x =的三条切线,求实数m 的取值范围.例4综合应用已知函数.23)32ln()(2x x x f -+=⑴求fx 在0,1上的极值;⑵若对任意0]3)(ln[|ln |],31,61[>+'+-∈x x f x a x 不等式成立,求实数a 的取值范围;⑶若关于x 的方程b x x f +-=2)(在0,1上恰有两个不同的实根,求实数b 的取值范围. ③例5 变形构造法已知函数1)(+=x ax ϕ,a 为正常数.⑴若)(ln )(x x x f ϕ+=,且a29=,求函数)(x f 的单调增区间;⑵在⑴中当0=a 时,函数)(x f y =的图象上任意不同的两点()11,y x A ,()22,y x B ,线段AB 的中点为),(00y x C ,记直线AB 的斜率为k ,试证明:)(0x f k '>.⑶若)(ln )(x x x g ϕ+=,且对任意的(]2,0,21∈x x ,21x x ≠,都有1)()(1212-<--x x x g x g ,求a的取值范围.例6 高次处理证明不等式、取对数技巧已知函数)0)(ln()(2>=a ax x x f .1若2)('x x f ≤对任意的0>x 恒成立,求实数a 的取值范围;2当1=a 时,设函数x x f x g )()(=,若1),1,1(,2121<+∈x x e x x ,求证42121)(x x x x +<例7绝对值处理已知函数c bx ax x x f +++=23)(的图象经过坐标原点,且在1=x 处取得极大值.I 求实数a 的取值范围;II 若方程9)32()(2+-=a x f 恰好有两个不同的根,求)(x f 的解析式;III 对于II 中的函数)(x f ,对任意R ∈βα、,求证:81|)sin 2()sin 2(|≤-βαf f .例8等价变形已知函数x ax x f ln 1)(--=()a ∈R .Ⅰ讨论函数)(x f 在定义域内的极值点的个数;Ⅱ若函数)(x f 在1=x 处取得极值,对x ∀∈),0(+∞,2)(-≥bx x f 恒成立,求实数b 的取值范围;Ⅲ当20e y x <<<且e x ≠时,试比较xyxy ln 1ln 1--与的大小. 例9前后问联系法证明不等式已知217()ln ,()(0)22f x x g x x mx m ==++<,直线l 与函数(),()f x g x 的图像都相切,且与函数()f x 的图像的切点的横坐标为1;I 求直线l 的方程及m 的值;II 若()(1)'()()h x f x g x =+-其中g'(x)是g(x)的导函数,求函数()h x 的最大值; III 当0b a <<时,求证:()(2).2b af a b f a a -+-<例10 整体把握,贯穿全题已知函数ln ()1x f x x=-. 1试判断函数()f x 的单调性;2设0m >,求()f x 在[,2]m m 上的最大值;3试证明:对任意*n ∈N ,不等式11ln()e n n nn++<都成立其中e 是自然对数的底数.Ⅲ证明:2121111n n a a a n ++⋅⋅⋅+>+.例11数学归纳法已知函数()ln(1)f x x mx =++,当0x =时,函数()f x 取得极大值.1求实数m 的值;2已知结论:若函数()ln(1)f x x mx =++在区间(,)a b 内导数都存在,且1a >-,则存在0(,)x a b ∈,使得0()()()f b f a f x b a-'=-.试用这个结论证明:若121x x -<<,函数121112()()()()()f x f x g x x x f x x x -=-+-,则对任意12(,)x x x ∈,都有()()f x g x >;3已知正数12,,,n λλλ,满足121n λλλ+++=,求证:当2n ≥,n N ∈时,对任意大于1-,且互不相等的实数12,,,n x x x ,都有1122()n n f x x x λλλ+++>1122()()()n n f x f x f x λλλ+++. ④例12分离变量已知函数x a x x f ln )(2+=a 为实常数. 1若2-=a ,求证:函数)(x f 在1,+∞上是增函数;2求函数)(x f 在1,e 上的最小值及相应的x 值;3若存在],1[e x ∈,使得x a x f )2()(+≤成立,求实数a 的取值范围. 例13先猜后证技巧已知函数xx n x f )1(11)(++=Ⅰ求函数f x 的定义域Ⅱ确定函数f x 在定义域上的单调性,并证明你的结论. Ⅲ若x >0时1)(+>x kx f 恒成立,求正整数k 的最大值. 例14创新题型设函数fx=e x +sinx,gx=ax,Fx=fx -gx.Ⅰ若x=0是Fx 的极值点,求a 的值; Ⅱ当 a=1时,设Px 1,fx 1, Qx 2, gx2x 1>0,x 2>0, 且PQ )1,0(12)(2<≠++-=b a b ax ax x g []3,2()()g x f x x =b a ,02)2(≥⋅-xx k f ]1,1[-∈x k0)3|12|2(|)12(|=--+-x x k f k 2()()()xf x x a x b e =-+a b R ∈、x a =()f x 0a =b a123x x x ,,()f x b 4x R ∈1234x x x x ,,,1234,,,i i i i x x x x {}1234i i i i ,,,{}1234,,,b 4x ()ln f x x=21()2g x ax bx =+(0)a ≠1若2a =-, 函数()()()h x f x g x =- 在其定义域是增函数,求b 的取值范围;2在1的结论下,设函数ϕϕ2x x (x)=e +be ,x ∈[0,ln2],求函数(x)的最小值;3设函数)(x f 的图象C 1与函数)(x g 的图象C 2交于点P 、Q,过线段PQ 的中点R 作x 轴的垂线分别交C 1、C 2于点M 、N ,问是否存在点R,使C 1在M 处的切线与C 2在N 处的切线平行若存在,求出R 的横坐标;若不存在,请说明理由. 例18全综合应用已知函数()1ln(02)2xf x x x=+<<-. 1是否存在点(,)M a b ,使得函数()y f x =的图像上任意一点P 关于点M 对称的点Q 也在函数()y f x =的图像上若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由;2定义2111221()()()()n n i i n S f f f f nn n n -=-==++⋅⋅⋅+∑,其中*n ∈N ,求2013S ;3在2的条件下,令12n n S a +=,若不等式2()1n a m n a ⋅>对*n ∀∈N 且2n ≥恒成立,求实数m 的取值范围.⑦导数与三角函数综合例19换元替代,消除三角设函数2()()f x x x a =--x ∈R ,其中a ∈R . Ⅰ当1a =时,求曲线()y f x =在点(2(2))f ,处的切线方程;Ⅱ当0a ≠时,求函数()f x 的极大值和极小值;Ⅲ当3a >, []10k ∈-,时,若不等式22(cos )(cos )f k x f k x --≥对任意的x ∈R 恒成立,求k 的值;⑧创新问题积累 例20已知函数2()ln44x xf x x -=+-. I 、求()f x 的极值.II 、求证()f x 的图象是中心对称图形.III 、设()f x 的定义域为D ,是否存在[],a b D ⊆.当[],x a b ∈时,()f x 的取值范围是,44a b ⎡⎤⎢⎥⎣⎦若存在,求实数a 、b 的值;若不存在,说明理由导数压轴题题型归纳 参考答案例1解:11=a 时,x x x g -=3)(,由013)(2=-='x x g ,解得33±=x .)(x g '2证明:曲线)(x f y =在点)2,(211a x x P -处的切线斜率112)(x x f k ='=曲线)(x f y =在点P处的切线方程为)(2)2(1121x x x a x y -=--.令0=y ,得12122x a x x +=,∴12111211222x x a x x a x x x -=-+=-∵a x >1,∴02121<-x x a ,即12x x <.又∵1122x ax ≠,∴ax a x x a x x a x x =⋅>+=+=11111212222222所以a x x >>21.例2⑴1()ln 1(0)a f x x ax x x -=-+->,222l 11()(0)a ax x a f x a x x x x --++-'=-+=> 令2()1(0)h x ax x a x =-+->①当0a =时,()1(0)h x x x =-+>,当(0,1),()0,()0x h x f x '∈><,函数()f x 单调递减;当(1,),()0,()0x h x f x '∈+∞<>,函数()f x 单调递增.②当0a ≠时,由()0f x '=,即210ax x a -+-=,解得1211,1x x a==-.当12a =时12x x =,()0h x ≥恒成立,此时()0f x '≤,函数()f x 单调递减;当102a <<时,1110a ->>,(0,1)x ∈时()0,()0h x f x '><,函数()f x 单调递减;1(1,1)x a ∈-时,()0,()0h x f x '<>,函数()f x 单调递增;1(1,)x a∈-+∞时,()0,()0h x f x '><,函数()f x 单调递减.当0a <时110a-<,当(0,1),()0,()0x h x f x '∈><,函数()f x 单调递减;当(1,),()0,()0x h x f x '∈+∞<>,函数()f x 单调递增.综上所述:当0a ≤时,函数()f x 在(0,1)单调递减,(1,)+∞单调递增;当12a =时12x x =,()0h x ≥恒成立,此时()0f x '≤,函数()f x 在(0,)+∞单调递减; 当102a <<时,函数()f x 在(0,1)递减,1(1,1)a -递增,1(1,)a -+∞递减.⑵当14a =时,()f x 在0,1上是减函数,在1,2上是增函数,所以对任意1(0,2)x ∈,有11()(1)2f x f =-≥, 又已知存在[]21,2x ∈,使12()()f xg x ≥,所以21()2g x -≥,[]21,2x ∈,※又22()()4,[1,2]g x x b b x =-+-∈当1b <时,min ()(1)520g x g b ==->与※矛盾;当[]1,2b ∈时,2min ()(1)40g x g b ==-≥也与※矛盾;当2b >时,min 117()(2)84,28g x g b b ==-≤-≥.综上,实数b 的取值范围是17[,)8+∞. 例3解:⑴()2323f x ax bx '=+-.根据题意,得()()12,10,f f =-⎧⎪⎨'=⎪⎩即32,3230,a b a b +-=-⎧⎨+-=⎩解得10a b =⎧⎨=⎩ 所以()33f x x x =-.⑵令()0f x '=,即2330x -=.得1x =±.12f -=12f =-2,2x ∈-max 2f x =min 2f x =-则对于区间[]2,2-上任意两个自变量的值12,x x ,都有()()()()12max min 4f x f x f x f x -≤-=,所以4c ≥.所以c 的最小值为4.⑶因为点()()2,2M m m ≠不在曲线()y f x =上,所以可设切点为()00,x y .则30003y x x =-.因为()20033f x x '=-,所以切线的斜率为2033x -. 则2033x -=300032x x m x ---,即3202660x x m -++=. 因为过点()()2,2M m m ≠可作曲线()y f x =的三条切线,所以方程32002660x x m -++=有三个不同的实数解. 所以函数()32266g x x x m =-++有三个不同的零点.则()2612g x x x '=-.令0g x '=,则0x =或2x =. ()()0022g g >⎧⎪⎨<⎪⎩6020m m +>⎧⎨-+<⎩62m -<<例4解:⑴23)13)(1(33323)(+-+-=-+='x x x x x x f , 令1310)(-==='x x x f 或得舍去)(,0)(,310x f x f x >'<≤∴时当单调递增;当)(,0)(,131x f x f x <'≤<时递减.]1,0[)(613ln )31(在为函数x f f -=∴上的极大值.⑵由0]3)(ln[|ln |>+'+-x x f x a 得x x a x x a 323ln ln 323lnln ++<+->或设332ln 323ln ln )(2x x x x x h +=+-=,x x x x x g 323ln 323ln ln )(+=++=, 依题意知]31,61[)()(∈<>x x g a x h a 在或上恒成立,0)32(2)32(33)32(3332)(2>+=+⋅-+⋅+='x x x x x x x x g ,03262)62(31323)(22>++=+⋅+='xx xx x x x h , ]31,61[)()(都在与x h x g ∴上单增,要使不等式①成立,当且仅当.51ln 31ln ),61()31(<><>a a g a h a 或即或⑶由.0223)32ln(2)(2=-+-+⇒+-=b x x x b x x f 令xx x x x b x x x x 329723323)(,223)32ln()(22+-=+-+='-+-+=ϕϕ则,当]37,0[)(,0)(,]37,0[在于是时x x x ϕϕ>'∈上递增;]1,37[)(,0)(,]1,37[在于是时x x x ϕϕ<'∈上递减,而)1()37(),0()37(ϕϕϕϕ>>,]1,0[0)(2)(在即=+-=∴x b x x f ϕ恰有两个不同实根等价于例5解:⑴222)1(1)2()1(1)(++-+=+-='x x x a x x a x x f∵a 29=,令0)(>'x f 得2>x 或210<<x ,∴函数)(x f 的单调增区间为),2(),21,0(+∞.⑵证明:当0=a 时x x f ln )(=∴x x f 1)(=', ∴210021)(x x x x f +==',又121212121212ln ln ln )()(x x x x x x x x x x x f x f k -=--=--=不妨设12x x > , 要比较k 与)(0x f '的大小,即比较1212ln x x x x -与212x x +的大小, 又∵12x x >,∴ 即比较12ln x x 与1)1(2)(212122112+-=+-x x x xx x x x 的大小.令)1(1)1(2ln )(≥+--=x x x x x h ,则0)1()1()1(41)(222≥+-=+-='x x x x x x h , ∴)(x h 在[)+∞,1上位增函数.又112>x x ,∴0)1()(12=>h x x h , ∴1)1(2ln 121212+->x x x x x x ,即)(0x f k '>⑶∵ 1)()(1212-<--xx x g x g ,∴ []0)()(121122<-+-+x x x x g x x g 由题意得x x g x F +=)()(在区间(]2,0上是减函数.︒1 当x x a x x F x +++=≤≤1ln )(,21, ∴ 1)1(1)(2++-='x a x x F 由313)1()1(0)(222+++=+++≥⇒≤'x x x x x x a x F 在[]2,1∈x 恒成立. 设=)(x m 3132+++x x x ,[]2,1∈x ,则0312)(2>+-='xx x m∴)(x m 在[]2,1上为增函数,∴227)2(=≥m a .︒2 当x x a x x F x +++-=<<1ln )(,10,∴ 1)1(1)(2++--='x a x x F 由11)1()1(0)(222--+=+++-≥⇒≤'x x x x x x a x F 在)1,0(∈x 恒成立 设=)(x t 112--+xx x ,)1,0(∈x 为增函数,∴0)1(=≥t a综上:a 的取值范围为227≥a .例6解:1x ax x x f +=)ln(2)(',2)ln(2)('x x ax x x f ≤+=,即x ax ≤+1ln 2在0>x 上恒成立设x ax x u -+=1ln 2)(,2,012)('==-=x xx u ,2>x 时,单调减,2<x 单调增, 所以2=x 时,)(x u 有最大值.212ln 2,0)2(≤+≤a u ,所以20e a ≤<. 2当1=a 时,x x x x f x g ln )()(==, e x x x g 1,0ln 1)(==+=,所以在),1(+∞e 上)(x g 是增函数,)1,0(e上是减函数.因为11211<+<<x x x e,所以111212121ln )()ln()()(x x x g x x x x x x g =>++=+即)ln(ln 211211x x x x x x ++<,同理)ln(ln 212212x x x x x x ++<.所以)ln()2()ln()(ln ln 2112212112122121x x x xx x x x x x x x x x x x +++=++++<+ 又因为,421221≥++x x x x 当且仅当“21x x =”时,取等号. 又1),1,1(,2121<+∈x x ex x ,0)ln(21<+x x ,所以)ln(4)ln()2(21211221x x x x x x x x +≤+++,所以)ln(4ln ln 2121x x x x +<+,所以:42121)(x x x x +<.例7I ,23)(,00)0(2b ax x x f c f ++='=⇒=320)1(--=⇒='a b f由33210)(+-==⇒='a x x x f 或,因为当1=x 时取得极大值, 所以31332-<⇒>+-a a ,所以)3,(:--∞的取值范围是a ;依题意得:9)32()32(2762+-=++a a a ,解得:9-=a 所以函数)(x f 的解析式是:x x x x f 159)(23+-=III 对任意的实数βα,都有,2sin 22,2sin 22≤≤-≤≤-βα在区间-2,2有: 230368)2(,7)1(,7430368)2(=+-==-=---=-f f f 函数]2,2[)(-在区间x f 上的最大值与最小值的差等于81, 所以81|)sin 2()sin 2(|≤-βαf f .例8解:Ⅰxax xa x f 11)(-=-=',当0≤a 时,()0f x '<在),0(+∞上恒成立,函数)(x f 在),0(+∞ 单调递减,∴)(x f 在),0(+∞上没有极值点;当0>a 时,()0f x '<得10x a <<,()0f x '>得1x a>, ∴)(x f 在(10,)a上递减,在(1),a+∞上递增,即)(x f 在ax 1=处有极小值. ∴当0≤a 时)(x f 在),0(+∞上没有极值点,当0>a 时,)(x f 在),0(+∞上有一个极值点.Ⅱ∵函数)(x f 在1=x 处取得极值,∴1=a ,∴b xx xbx x f ≥-+⇔-≥ln 112)(,令xx xx g ln 11)(-+=,可得)(x g 在(]2,0e 上递减,在[)+∞,2e 上递增,∴22min 11)()(e e g x g -==,即211b e ≤-. Ⅲ证明:)1ln()1ln()1ln()1ln(+>+⇔++>-y e x e y x ey x yx , 令)1ln()(+=x e x g x,则只要证明)(x g 在),1(+∞-e 上单调递增,又∵)1(ln 11)1ln()(2+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+='x x x e x g x ,显然函数11)1ln()(+-+=x x x h 在),1(+∞-e 上单调递增. ∴011)(>->ex h ,即0)(>'x g ,∴)(x g 在),1(+∞-e 上单调递增,即)1ln()1ln(+>+y e x e yx ,∴当1->>e y x 时,有)1ln()1ln(++>-y x e y x .例9 解:I 1'(),'(1)1;Qf x f x=∴=l ∴直线的斜率为1,且与函数()f x 的图像的切点坐标为1,0,l ∴直线的方程为 1.y x =-又l 直线与函数()y g x =的图象相切,211722y x y x mx =-⎧⎪∴⎨=++⎪⎩方程组有一解;由上述方程消去y,并整理得22(1)90x m x +-+=①依题意,方程②有两个相等的实数根,2[2(1)]490m ∴∆=--⨯=解之, 得m=4或m=-2,0, 2.Qm m <∴=- II 由I 可知217()2,22g x x x =-+ '()2,()ln(1)2(1)g x x h x x x x ∴=-∴=+-+>-,1'()1.11xh x x x -∴=-=++ ∴∈当x (-1,0)时,h'(x)>0,h(x)单调,当(0,)x ∈+∞时,'()0,()h x h x <单减; ∴当x=0时,()h x 取最大值,其最大值为2;III()(2)ln()ln 2ln ln(1).22a b b af a b f a a b a a a +-+-=+-==+ 证明,当(1,0)x ∈-时,ln(1),ln(1).22b a b ax x a a--+<∴+< 例10解:1函数()f x 的定义域是(0,)+∞.由已知21ln ()xf x x -'=.令()0f x '=,得x e =.因为当0x e <<时,()0f x '>;当x e >时,()0f x '<.所以函数()f x 在(0,]e 上单调递增,在[,)e +∞上单调递减. 2由1可知当2m e≤,即2e m ≤时,()f x 在[,2]m m 上单调递增,所以max ln 2()(2)12mf x f m m==-. 当m e ≥时,()f x 在[,2]m m 上单调递减,所以max ln ()1mf x m=-.当2m e m <<,即2e m e <<时,max 1()()1f x f e e==-.综上所述,max ln 21,0221()1,2ln 1,me m m ef x m eemm e m⎧-<≤⎪⎪⎪=-<<⎨⎪⎪-≥⎪⎩3由1知当(0,)x ∈+∞时max 1()()1f x f e e ==-.所以在(0,)x ∈+∞时恒有ln 1()11x f x x e=-≤-,即ln 1x x e ≤,当且仅当x e =时等号成立.因此对任意(0,)x ∈+∞恒有1ln x e ≤.因为10n n +>,1n e n+≠,所以111lnn nn e n ++<⋅,即11ln()e n n n n ++<.因此对任意*n ∈N ,不等式11ln()e n n n n++<.例11解:1当(1,0)x ∈-时,()0f x '>,函数()f x 在区间(1,0)-上单调递增;当(0,)x ∈+∞时,()0f x '<,函数()f x 在区间(0,)+∞上单调递减.∴函数()f x 在0x =处取得极大值,故1m =-. 2令121112()()()()()()()()f x f x h x f x g x f x x x f x x x -=-=----,则1212()()()()f x f x h x f x x x -''=--.函数()f x 在12(,)x x x ∈上可导,∴存在012(,)x x x ∈,使得12012()()()f x f x f x x x -'=-.1()11f x x '=-+,000011()()()11(1)(1)x x h x f x f x x x x x -'''∴=-=-=++++ 当10(,)x x x ∈时,()0h x '>,()h x 单调递增,1()()0h x h x ∴>=;当02(,)x x x ∈时,()0h x '<,()h x 单调递减,2()()0h x h x ∴>=; 故对任意12(,)x x x ∈,都有()()f x g x >. 3用数学归纳法证明.①当2n =时,121λλ+=,且10λ>,20λ>, 112212(,)x x x x λλ∴+∈,∴由Ⅱ得()()f x g x >,即121122112211112212()()()()()()()f x f x f x x x x x f x f x f x x x λλλλλλ-+>+-+=+-,∴当2n =时,结论成立.②假设当(2)n k k =≥时结论成立,即当121k λλλ+++=时,11221122()()()()k k k k f x x x f x f x f x λλλλλλ+++>+++. 当1n k =+时,设正数121,,,k λλλ+满足1211k λλλ++++=,令12km λλλ=+++,1212,,,k k m m mλλλμμμ===, 则11k n m λ++=,且121k μμμ+++=.∴当1n k =+时,结论也成立.综上由①②,对任意2n ≥,n N ∈,结论恒成立.例12 解:⑴当2-=a 时,x x x f ln 2)(2-=,当),1(+∞∈x ,0)1(2)(2>-='xx x f , 故函数)(x f 在),1(+∞上是增函数.⑵)0(2)(2>+='x xax x f ,当],1[e x ∈,]2,2[222e a a a x ++∈+. 若2-≥a ,)(x f '在],1[e 上非负仅当2-=a ,x=1时,0)(='x f ,故函数)(x f 在],1[e 上是增函数,此时=min )]([x f 1)1(=f . 若222-<<-a e ,当2a x -=时,0)(='x f ;当21ax -<≤时,0)(<'x f ,此时)(x f 是减函数;当e x a≤<-2时,0)(>'x f ,此时)(x f 是增函数. 故=min )]([x f )2(af -2)2ln(2a a a --=. 若22e a -≤,)(x f '在],1[e 上非正仅当2e 2-=a ,x=e 时,0)(='x f ,故函数)(x f 在],1[e 上是减函数,此时==)()]([min e f x f 2e a +.⑶不等式x a x f )2()(+≤,可化为x x x x a 2)ln (2-≥-.∵],1[e x ∈, ∴x x ≤≤1ln 且等号不能同时取,所以x x <ln ,即0ln >-x x ,因而xx x x a ln 22--≥],1[e x ∈令xx x x x g ln 2)(2--=],1[e x ∈,又2)ln ()ln 22)(1()(x x x x x x g --+-=',当],1[e x ∈时,1ln ,01≤≥-x x ,0ln 22>-+x x ,从而0)(≥'x g 仅当x=1时取等号,所以)(x g 在],1[e 上为增函数,故)(x g 的最小值为1)1(-=g ,所以a 的取值范围是),1[+∞-. 例13 解:1定义域),0()0,1(+∞⋃-2,0)]1ln(11[1)(2时当>+++-='x x x x x f 0)(<'x f 单调递减; 当)0,1(-∈x ,令)1(11)1(1)()1ln(11)(22<+=+++-='+++=x xx x x g x x x g ,0)1(11)1(1)()1ln(11)(22<+=+++-='+++=x x x x x g x x x g 故)(x g 在-1,0上是减函数,即01)0()(>=>g x g ,故此时)]1ln(11[1)(2+++-='x x x x f 在-1,0和0,+∞上都是减函数 3当x >0时,1)(+>x kx f 恒成立,令]2ln 1[21+<=k x 有又k 为正整数,∴k 的最大值不大于3下面证明当k=3时,)0( 1)(>+>x x kx f 恒成立 当x >0时 021)1ln()1(>-+++x x x 恒成立令x x x x g 21)1ln()1()(-+++=,则时当1 ,1)1ln()(->-+='e x x x g时当1 ,1)1ln()(->-+='e x x x g ,0)(>'x g ,当0)( ,10<'-<<x g e x 时 ∴当)( ,1x g e x 时-=取得最小值03)1(>-=-e e g当x >0时, 021)1ln()1(>-+++x x x 恒成立,因此正整数k 的最大值为3 例14解:ⅠFx = e x +sinx -ax,'()cos x F x e x a =+-. 因为x =0是Fx 的极值点,所以'(0)110,2F a a =+-==.又当a =2时,若x <0, '()cos 0x F x e x a =+-<;若 x >0, '()cos 0x F x e x a =+->. ∴x =0是Fx 的极小值点, ∴a=2符合题意.Ⅱ ∵a =1, 且PQ 121sin x x e x =+12111sin x x x e x x -=+-令()sin ,'()cos 10x x h x e x x h x e x =+-=+->当x >0时恒成立. ∴x ∈0,+∞)时,hx 的最小值为h 0=1.∴|PQ|mi n =1. Ⅲ令()()()2sin 2.x x x F x F x e e x ax ϕ-=--=-+-则'()2cos 2.x x x e e x a ϕ-=++-()''()2sin x x S x x e e x ϕ-==--. 因为'()2cos 0x x S x e e x -=+-≥当x ≥0时恒成立, 所以函数Sx 在[0,)+∞上单调递增, ∴Sx ≥S 0=0当x ∈0,+∞)时恒成立;因此函数'()x ϕ在[0,)+∞上单调递增, '()'(0)42x a ϕϕ≥=-当x ∈0,+∞)时恒成立. 当a ≤2时,'()0x ϕ≥,()x ϕ在0,+∞)单调递增,即()(0)0x ϕϕ≥=. 故a ≤2时Fx ≥F-x 恒成立.例15 解:Ⅰ12()(1)1g x a x b a =-++- 当0>a 时,[]()2,3g x 在上为增函数故(3)296251(2)544220g a a b a g a a b b =-++==⎧⎧⎧⇒⇒⎨⎨⎨=-++==⎩⎩⎩当[]0()2,3a g x <时,在上为减函数故(3)296221(2)244253g a a b a g a a b b =-++==-⎧⎧⎧⇒⇒⎨⎨⎨=-++==⎩⎩⎩011==∴<b a b 即2()21g x x x =-+. ()12f x x x=+-.Ⅱ方程(2)20x x f k -⋅≥化为12222xxxk +-≥⋅ 2111()222x x k +-≥,令t x =21,221k t t ≤-+ ∵]1,1[-∈x ∴]2,21[∈t 记12)(2+-=t t t ϕ∴min ()0t ϕ= ∴0k ≤Ⅲ方程0)3|12|2(|)12(|=--+-xxk f 化为0)32(|12|21|12|=+--++-k k x x 0)21(|12|)32(|12|2=++-+--k k x x ,0|12|x ≠-令t x =-|12|, 则方程化为0)21()32(2=+++-k t k t 0t ≠∵方程0)32(|12|21|12|=+--++-k k xx有三个不同的实数解, ∴由|12|-=x t 的图像知,0)21()32(2=+++-k t k t 有两个根1t 、2t , 且21t 1t 0<<< 或 101<<t ,1t 2= 记)21()32()(2k t k t t +++-=ϕ则⎩⎨⎧<-=>+=0k )1(0k 21)0(ϕϕ 或 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<+<=-=>+=12k3200k )1(0k 21)0(ϕϕ∴0k >例16 解: Ⅰ0a =时,()()2xf x x x b e =+,()()()()()22232x x x f x x x b e x x b e e x x b x b '''⎡⎤⎡⎤∴=+++=+++⎣⎦⎣⎦, 令()()232g x x b x b =+++,()()2238180b b b ∆=+-=-+>,∴设12x x <是()0g x =的两个根,1当10x =或20x =时,则0x =不是极值点,不合题意;2当10x ≠且20x ≠时,由于0x =是()f x 的极大值点,故120x x .<< ()00g ∴<,即20b <,0b .∴<Ⅱ解:()()xf x e x a '=-2(3)2x a b x b ab a ⎡⎤+-++--⎣⎦,令2()(3)2g x x a b x b ab a =+-++--,22=(3)4(2)(1)80a b b ab a a b ∆-+---=+-+>则,于是,假设12x x ,是()0g x =的两个实根,且12x x .<由Ⅰ可知,必有12x a x <<,且12x a x 、、是()f x 的三个极值点, 则1x =2x =假设存在b 及4x 满足题意,1当12x a x ,,等差时,即21x a a x -=-时,则422x x a =-或412x x a =-, 于是1223a x x a b =+=--,即3b a .=--此时4223x x a a b=-=--+a a -=+ 或4123x x a ab =-=--a a =-2当21x a a x -≠-时,则212()x a a x -=-或12()2()a x x a -=- ①若()122x a a x -=-,则224x a x +=, 于是()()2813323221+-+---=+=b a b a x x a ,即()().33812++-=+-+b a b a 两边平方得()()2191170a b a b +-++-+=,30a b ++<,于是1a b +-=,此时2b a =--此时224x a x +==()().231343332++=--=++---+a b b a b a a②若12()2()a x x a -=-,则214x a x +=,于是2132a x x =+=,()33a b .=++两边平方得()()2191170a b a b +-++-+=,30a b ++>,于是1a b +-=,此时b a =--此时142(3)3(3)324a x a a b a b x b a ++---++===--=+综上所述,存在b 满足题意, 当b=-a-3时,4x a =±b a =-,4x a=+, b a =--时,4x a =+. 例17解:1依题意:.ln )(2bx x x x h -+=()h x 在0,+∞上是增函数,1()20h x x b x'∴=+-≥对x∈0,+∞恒成立,2设].2,1[,,2∈+==t bt t y e t x 则函数化为 当t=1时,y m i n =b+1; 当t=2时,y mi n =4+2b当)(,4x b ϕ时-≤的最小值为.24b +3设点P 、Q 的坐标是.0),,(),,(212211x x y x y x <<且则点M 、N 的横坐标为.221x x x +=C 1在点M 处的切线斜率为.2|1212121x x x k x x x +==+= C 2在点N 处的切线斜率为.2)(|212221b x x a b ax k x x x ++=+=+= 假设C 1在点M 处的切线与C 2在点N 处的切线平行,则.21k k =2221121121x 2(1)x 2(x x )x ln .x x x x 1x --∴==++ 设,1,1)1(2ln ,112>+-=>=u u u u x x u 则 ① 这与①矛盾,假设不成立.故C 1在点M 处的切线与C 2在点N 处的切线不平行 例18 1假设存在点(,)M a b ,使得函数()y f x =的图像上任意一点P 关于点M 对称的点Q 也在函数()y f x =的图像上,则函数()y f x =图像的对称中心为(,)M a b .由()(2)2f x f a x b +-=,得21ln1ln 2222x a x b x a x-+++=--+, 即22222ln 0244x axb x ax a -+-+=-++-对(0,2)x ∀∈恒成立,所以220,440,b a -=⎧⎨-=⎩解得1,1.a b =⎧⎨=⎩ 所以存在点(1,1)M ,使得函数()y f x =的图像上任意一点P 关于点M 对称的点Q 也在函数()y f x =的图像上. 2由1得()(2)2(02)f x f x x +-=<<.令i x n=,则()(2)2i i f f nn+-=(1,2,,21)i n =⋅⋅⋅-.因为1221()()(2)(2)n S f f f f n n nn=++⋅⋅⋅+-+-①,所以1221(2)(2)()()n S f f f f n n n n=-+-+⋅⋅⋅++②,由①+②得22(21)n S n =-,所以*21()n S n n =-∈N .所以20132201314025S =⨯-=.3由2得*21()n S n n =-∈N ,所以*1()2n n S a n n +==∈N . 因为当*n ∈N 且2n ≥时,2()121ln ln 2n a m n m n n ma n n ⋅>⇔⋅>⇔>-. 所以当*n ∈N 且2n ≥时,不等式ln ln 2n m n >-恒成立minln ln 2n m n ⎛⎫⇔>- ⎪⎝⎭. 设()(0)ln xg x x x=>,则2ln 1()(ln )x g x x -'=. 当0x e <<时,()0g x '<,()g x 在(0,)e 上单调递减; 当x e >时,()0g x '>,()g x 在(,)e +∞上单调递增.因为23ln 9ln8(2)(3)0ln 2ln 3ln 2ln 3g g --=-=>⋅,所以(2)(3)g g >,所以当*n ∈N 且2n ≥时,[]min 3()(3)ln 3g n g ==. 由[]min ()ln 2m g n >-,得3ln 3ln 2m >-,解得3ln 2ln 3m >-. 所以实数m 的取值范围是3ln 2(,)ln 3-+∞.例19 解:当1a =时,232()(1)2f x x x x x x =--=-+-,得(2)2f =-,且2()341f x x x '=-+-,(2)5f '=-.所以,曲线2(1)y x x =--在点(22)-,处的 切线方程是25(2)y x +=--,整理得580x y +-=.Ⅱ解:2322()()2f x x x a x ax a x =--=-+-22()34(3)()f x x ax a x a x a '=-+-=---.令()0f x '=,解得3ax =或x a =. 由于0a ≠,以下分两种情况讨论.1若0a >,当x ()f x '因此,函数()f x 在3ax =处取得极小值3a f ⎛⎫⎪⎝⎭,且34327a f a ⎛⎫=- ⎪⎝⎭;函数()f x 在x a =处取得极大值()f a ,且()0f a =. 2若0a <,当x 变化时,()f x '的正负如下表:因此,函数()f x 在函数()f x 在3ax =处取得极大值3a f ⎛⎫⎪⎝⎭,且34327a f a ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.Ⅲ证明:由3a >,得13a>,当[]10k ∈-,时,cos 1k x -≤,22cos 1k x -≤. 由Ⅱ知,()f x 在(]1-∞,上是减函数,要使22(cos )(cos )f k x f k x --≥,x ∈R 只要22cos cos ()k x k x x --∈R ≤,即22cos cos ()x x k k x --∈R ≤①设2211()cos cos cos 24g x x x x ⎛⎫=-=-- ⎪⎝⎭,则函数()g x 在R 上的最大值为2.要使①式恒成立,必须22k k -≥,即2k ≥或1k -≤.所以,在区间[]10-,上存在1k =-,使得22(cos )(cos )f k x f k x --≥对任意的x ∈R 恒成立. 例20 I /(6)()4(2)(4)x x f x x x -=-- ./(2)注意到204x x ->-,得(,2)(4,)x ∈-∞⋃+∞,解(6)0x x -=得6x =或0x =.当x 变化时,/(),()f x f x 的变化情况如下表:所以(0)ln 2f =是()f x 的一个极大值,(6)ln 22f =+ 是()f x 的一个极大值../(4) II 点()0,(0),(6,(6))f f 的中点是3(3,)4,所以()f x 的图象的对称中心只可能是3(3,)4./(6) 设(,())P x f x 为()f x 的图象上一点,P 关于3(3,)4的对称点是3(6,())2Q x f x --.463(6)ln ()242x x f x f x x ---=+=--.Q ∴也在()f x 的图象上, 因而()f x 的图象是中心对称图形. /(8)III 假设存在实数a 、b .[],a b D ⊆,2b ∴<或4a >.若02b ≤<, 当[],x a b ∈时, 1()(0)ln 02f x f ≤=<,而04b ≥()4b f x ∴≠.故此时()f x 的取值范围是不可能是,44a b ⎡⎤⎢⎥⎣⎦. /(10) 若46a <≤,当[],x a b ∈时, 33()(6)ln 222f x f ≥=+>,而342a ≤()4a f x ∴≠.故此时()f x 的取值范围是不可能是,44a b ⎡⎤⎢⎥⎣⎦./(12) 若06a b a b <<<<或,由()g x 的单调递增区间是()(),0,6,-∞+∞,知,a b 是()4x f x =的两个解.而2()ln 044x x f x x --==-无解. 故此时()f x 的取值范围是不可能是,44a b ⎡⎤⎢⎥⎣⎦. /(14) 综上所述,假设错误,满足条件的实数a 、b 不存在.。